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2009 Fiscal Year Annual Research Report

光子量子回路による量子サイバネティクスの実現

Planned Research

Project AreaQuantum cybernetics - interdisciplinary studies of quantum controls and developments toward quantum computing
Project/Area Number 21102007
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

竹内 繁樹  Hokkaido University, 電子科学研究所, 教授 (80321959)

Keywords量子サイバネティクス / 量子情報 / 光子 / 制御 / 量子回路 / フィードバック
Research Abstract

光子はそのすぐれた制御性、ならびに自然原子や分子、人工原子とのインターフェイスの容易さなどの利点を有する。本研究では、この光子の特長を活かし、量子サイバネティクスの概念に基づき、光子を用いた量子制御テストベッドを構築する。具体的には、(1)現在幅広く用いられている「フィードバック制御」を利用した量子状態の完全制御、さらに、(2)フィードバック制御における「入力状態」や「検出信号」およびそれらの「比較」デバイスまでをも量子情報化した完全量子フィードバック制御の、光子量子回路による実現を目指す。また、学際融合の観点から、(3)異種量子間状態制御の実現を目標に、ナノフォトニクス技術を利用した光子と異種量子ビットを結合と制御について共同研究を推進する。今年度、(1)の既知入力量子フィードバックに関しては、平成21年度は、既知入力量子フィードバックテストベッドの設計を行った。量子もつれ合い発生部については、今後のフィードバック実験を鑑み、390nmのフェムト秒レーザー励起のパラメトリック下方変換を用いることにし、フォトンカウンタを購入した。また、(2)に関しては、今年度は線形光学制御ノットゲートにおいて発生するエラー量の詳細に検討して論文にまとめるとともに、未知入力に対する量子フィードバックの実現に向け、比較部で用いる量子フレッドキンゲートの設計を実施、サニャック干渉系を利用した草案を得ると共に、安定性などの評価を行った。また、(3)に関して、イオントラップを用いる占部グループと共同研究ミーティングを開催するとともに、異種量子の評価用に、近赤外域の応答感度を持つ光子検出器と時間相関測定装置を購入した。

  • Research Products

    (9 results)

All 2010 2009 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of experimental error sources in a linear-optics quantum gate2010

    • Author(s)
      T.Nagata, R.Okamoto, H F.Hofmann, S.Takeuchi
    • Journal Title

      New Journal of Physics (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nonlinear optical phase shift obtained from two-level atoms confined in a planar microcavity2010

    • Author(s)
      H.Oka, H.Fujiwara, S.Takeuchi, K.Sasaki
    • Journal Title

      JOUNAL OF APPLIED PHYSICS (掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Highly-pure heralding single-photon sources for linear optics quantum computation2010

    • Author(s)
      M.Tanida, T.Nagata, R.Okamoto, K.Sasaki, S, Takeuchi
    • Organizer
      International Symposium on Joint Research Network for Advanced Material and Devices "彫"
    • Place of Presentation
      Hotel NIDOM, Tomakomaishi, Hokkaido
    • Year and Date
      2010-03-25
  • [Presentation] 高忠実度線形光学量子ゲートの実現に向けて-エラー原因の深刻さと相乗効果-2010

    • Author(s)
      永田智久、岡本亮、Holger F Hofmann、竹内繁樹
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山, 岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-23
  • [Presentation] 古典限界をうち破る-量子もつれ合いの計測への応用-2010

    • Author(s)
      竹内繁樹
    • Organizer
      電子情報通信学会 2010年総合大会
    • Place of Presentation
      仙台, 東北大学 川内キャンパス
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] Photonic Quantum Circuits and its application2010

    • Author(s)
      竹内繁樹
    • Organizer
      SPIE Photonics West
    • Place of Presentation
      The Moscone Center, San Francisco, California, U.S.A
    • Year and Date
      2010-01-27
  • [Book] 光量子回路の実現-量子もつれ合いフィルタ-2010

    • Author(s)
      竹内繁樹、岡本亮
    • Total Pages
      188
    • Publisher
      社)応用物理学会
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/qip/index.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] テーパ光ファイバ2009

    • Inventor(s)
      竹内繁樹
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学
    • Industrial Property Number
      特許、特願2009-028429
    • Filing Date
      2009-02-10

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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